Questão 3 - Uma discente que cursou a disciplina de Fenômeno de Transporte II iniciou seu estágio em uma empresa local e sua função será de auxiliar e acompanhar o projeto de uma nova linha de vapor para a expansão da fábrica. Baseado nos conhecimentos vistos em sala de aula, descreva quais são as principais recomendações/diretrizes que deverão estar presentes nesse projeto (4 pontos).

Passo 1

O enunciado pede que a gente liste as principais recomendações e diretrizes para o projeto de uma linha de vapor industrial, usando conceitos de Fenômenos de Transporte II (escoamento compressível, transferência de calor, isolamento, condensado e segurança).

Passo 2

Dimensionamento hidráulico da tubulação
– Calcular a vazão mássica de vapor requerida pelo processo.
– Escolher diâmetros que garantam velocidade de escoamento adequada (evitar muito alta, p.ex. acima de ,30,m/s, para não gerar erosão nem perdas excessivas).
– Fazer balanço de pressão ao longo da linha para verificar quedas de pressão aceitáveis e projetar válvulas de controle.

Passo 3

Seleção de materiais e espessuras
– Escolher materiais compatíveis com temperatura e pressão do vapor (aço carbono, aço inox, ligas especiais).
– Dimensionar espessuras de parede pelas normas (ASME B31.1, NR-13), considerando fatores de segurança contra fadiga térmica e corrosão.
– Incluir juntas de dilatação para acomodar variações térmicas sem empenar a tubulação.

Passo 4

Isolamento térmico e controle de perdas
– Especificar manta isolante adequada (lã de rocha, fibra cerâmica) e cobertura externa para manter a temperatura do vapor e evitar condensação indesejada.
– Dimensionar a espessura do isolamento calculando a resistência térmica e a taxa de perda de calor aceitável para economia de energia.

Passo 5

Sistema de drenagem de condensado e segurança
– Posicionar drenos e steam traps em pontos baixos para remover o condensado e evitar golpes de aríete.
– Incluir válvulas de retenção, válvulas de bloqueio e válvulas de alívio de pressão em pontos estratégicos.
– Instalar instrumentos de medição (manômetros, termômetros) e protocolos de manutenção preventiva.

Resposta

  • Dimensionamento hidráulico da tubulação: cálculo de vazão, escolha de diâmetro e perdas de carga.
  • Seleção de materiais e espessuras segundo normas (ASME B31.1, NR-13) e juntas de dilatação.
  • Isolamento térmico dimensionado para minimizar perdas de calor e evitar condensação.
  • Sistema de drenagem de condensado (steam traps) e dispositivos de segurança (válvulas de alívio, instrumentos).

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